RU2002487C1

RU2002487C1 - Устройство дл разделени жидкости мембранной фильтрацией и способ изготовлени фильтрующего блока устройства дл разделени жидкости мембранной фильтрацией

Info

Publication number: RU2002487C1
Application number: SU904830260A
Authority: RU
Inventors: Клоппенборг Меллер Енс
Original assignee: Даниско А/С (Dк)
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1993-11-15
Also published as: WO1989005181A1; DK167176B1; IE883631L; CA1323845C; DE3856290D1; EP0529682B1; AU2826289A; NO902522L; HU890368D0; HU206278B; BR8807833A; DK580388A; DK641887D0; EP0529682A2; HUT54919A; ES2043773T3; BG92149A; DK139490D0; DK17892D0; AU625897B2

Abstract

Использование: в устройствах дл разделени исходной жидкости на фракции концентрата и пер- меата путем мембранной фильтрации Сущность изобретени : устройство содержит группу кассет, разделенных промежуточными пластинами. Группу кассет можно сжимать воедино в продольном направлении и при необходимости отпускать, чтобы извлечь любую кассету. Кажда кассета содержит фильтрационный бпок, состо щий из р да мембран, где предусмотрена перва система жидкостных проходов, соедин юща две свободные зоны внутри кассеты, при этом соединение упом нутых свободных зон осуществл етс таким образом, чтобы получить последовательный или параллельный либо сочетание последовательного с параллельными жидкостным потоком, следующим от входа дл исходной жидкости до выхода дл концентрата Пермеат выводитс из общей камеры расположенной над мембранами. Кроме того, в каждом мембранном р ду предусмотрена втора система жидкостных проходов, она изолирована от упом нутой первой системы и служит дл пропускани пермеа- та. проникающего через мембраны по меньшей мере к одному отдельному выпуску из каждого фильтрационного блока. В соответствии со способом изготовлени фильтрационных блоков размещают в р д конвертообразные мембранные блоки, ввод т между мембранными блоками отверждаемое жидкое св зующее вещество по меньшей мере, с одной стороны фильтрационного блока на заданную глубину после отверждени св зующего удал ют слой св зующего материала вместе с краевыми участками кромок мембранных блоков, заключенными в него, за счет фрезеровальной или строгальной обработки поверхности до глубины, котора меньше , чем глубина введенного св зующего. 2 с и 15 зп. ф-пы. 17 ил. §

Description

Изобретение относитс к устройствам дл разделени жидкости на две фракции с помощью мембранной фильтрации.

Обрабатываема жидкость называетс исходной, жидкость, проникающа через мембрану, называетс пермеатом, а жидкость , не проницаема через мембрану - концентратом.

Обычно подобное устройство содержит множество отдельных сменных фильтраци- онных блоков, в каждом из которых имеетс р д мембран, где предусмотрены две раздельные системы жидкостных проходов, предназначенных дл пропускани жидкостей по противоположным поверхност м каждой мембраны, а именно перва система служит дл пропускани жидкости или концентрата, а втора дл пропускани пер- меата.

Если в таком устройстве выйдет из стро кака -либо мембрана, то придетс полностью отключать все устройства, а на эту операцию уходит много сил и времени, так как из напорного контейнера необходимо извлечть все фильтрационные блоки на проверку.

Известно устройство дл разделени жидкости мембранной фильтрацией, содержащее р д съемных фильтрующих блоков, содержащих мембраны с первой системой каналов дл обеспечени контактировани потока подаваемой жидкости с одной поверхностью мембран и второй системой каналов дл потока пермиата, контактируемого с противоположной сторо- ной мембран, средства дл удалени перме- ата и концентрата

Недостатком известного устройства вл етс отсутствие возможности простого монтажа и демонтажа, устройство не может быть выполнено с большими мембранными поверхност ми, в нем невозможно обеспечить различные виды течени , параллельно, последовательно или комбинированно, т.к. это устройство не имеет промежуточных пластин или свободных зон в блоке

Целью изобретени вл етс создание компактного устройства, обеспечивающего эффективное разделение жидкости, а также создание способа изготовлени фильтрую- щего блока устройства дл разделени жидкости мембранной фильтрацией.

Поставленна задача решаетс так, что в устройстве дл разделени жидкости мембранной фильтрацией, содержащем р д сьемных фильтрующих блоков, содержащих мембраны, с первой системой каналов дл обеспечени контактировани потока, подаваемой жидкости с одной поверхностью мембран и второй системой каналов дл потока пермеата, контактирующего с противоположной стороной мембран,средства дл подвода жидкости и удалени пермеата и концентрата, каждый фильтрующий блок содержит установленные на раме кассеты, включакщие расположенные под пр мым углом к раме, и закрепленные на ней мембранные элементы, причем рама кассеты расположена вокруг фильтрующего блока и образует с мембранными элементами свободную зону, наход щуюс в контакте с первой системой каналов и предназначена дл обеспечени потока подаваемой жидкости к одной стороне мембраны, а между рамами кассеты, содержащими фильтрующие блока , установлены съемные промежуточные пластины, при этом перва система каналов дл прохождени жидкости обеспечивает поток жидкости вдоль обеих сторон каждой пластины, а втора система каналов размещена в контакте с верхней частью фильтрующего блока и соединена со средством дл удалени пермеата, причем смежные промежуточные пластины могут иметь отверсти дл соединени зон фильтрации по одной или обеим сторонам пластины.

Кроме того, в устройстве кажда промежуточна пластина снабжена установленной рамой, выступающей над поверхностью пластин со всех сторон, причем форма и размеры рамы такоаы, что ее выступающие над поверхностью пластины участки частично перекрыты со смежной рамой фильтрующего блока и служат средством дл сн ти напр жений последней при ее герметичном сцеплении с промежуточной пластиной, а между внешними поверхност ми рам фильтрующего блока и внутренними поверхност ми усилительных рам установлены клинь , устройство имеет торцевые пластины , мембранные элементы и промежуточные пластины, размещенные на двух параллельных опорных стержн х, установленных концами в торцевых пластинах, устройство содержит два дополнительных стержн , расположенных параллельно опорным стержн м и аналогичным образом установленных в торцевых пластинах, причем все четыре стержн выполнены полыми и в каждом имеетс шпиндель, взаимодействующий с гайкой, размещенной с внешней стороноы торцевой пластины и служащий дл ст гивани торцевыми пластинами мембранных элементов, на шпинделе установлена звездочка, с которой жестко соединена гайка; сверху каждого блока предусмотрена камера дл сбора пермеата , по меньшей мере, некоторые пластины выполнены с отверсти ми в боковой части, с двух сторон пластины, мембранные

элементы снабжены неотъемлемыми и отдельными распорными элементами, расположенными между мембранными элементами.

Дл быстрой локализации неисправной мембраны примен етс осмотр средства, предназначенного дл раздельной выгрузки пермеата из отдельных фильтрационных блоков и следовательно из отдельных кассет . Как правило, возникновение дефекта в мембране приводит к тому, что с пермеатом смешиваетс неочищенна или частично очищенна жидкость, в результате чего цвет пермеата мен етс ,

Чтобы можно было легко локализовать дефектную мембрану, .примен ютс выпускные средства в виде прозрачных труб.

После локализации дефектной мембраны и прекращени подачи исходной жидкости можно легко и быстро разделить устройство, сн в усилие сжати с кассетного р да и промежуточных пластин, после чего извлекаютс пластины, смежные с кассетой , содержащей дефектный фильтрационный блок. Затем можно высвободить и извлечь кассету, заменить дефектный фильтрационный блок в этой кассете на новый, либо установить совершенно новую кассету .

После того, как в устройство установлена кассета с новым фильтрационным блоком , снова накладываетс усилие сжати , и устройство готово к работе.

Кака именно из упом нутых свободных зон образует входную зону дл подачи исходной жидкости к фильтрационному блоку. либо зону отбора дл концентрата, зависит лишь от направлени потока в каждой отдельной кассете.

Направление потока определ етс конструкцией пластин, предусмотренных между кассетами. Если с обеих концов всех пластин предусмотрены проходные отверсти , то подаваема в устройство жидкость станет сама распредел тьс по всем свободным зонам со стороны подачи, и возникает параллельный поток, направленный к противоположной стороне устройства. Поэтому свободные зоны этой стороны устройства будут служить общей зоной собирани концентрата.

Если проходные отверсти имеютс на противоположных сторонах чередующихс пластин, то жидкость, подаваема в зону у первого конца устройства, будет нагнетатьс и последовательно протекать все фильтрационные блоки, пока не достигнет противоположного конца устройства. На практике предпочтительно примен ть сочетание параллельного и последовательного

потока по всей длине устройства либо его частей.

Если дл разделени жидкости надо использовать лишь часть устройства, то про- 5 тив последней кассеты в той части, которую хот т использовать, помещают пластину без проходных отверстий.

Аналогичный образом пластину без отверстий примен ют дл ограничени потока

0 жидкости у краев устройства.

За счет соответствующей компоновки кассет со средствами дл подачи исходной жидкости и сбора концентрата, а также соответствующего размещени промежуточ5 ных пластин с отверсти ми с одного конца, с обоих концов либо совсем без отверстий можно достаточно просто добитьс требуемого распределени потока дл выполнени самых разных нужд.

0Желательно, чтобы мембраны, наход щиес в р ду, образующем фильтрационный блок, имели вид мембранных пар, причем две мембраны каждой пары отодвигаютс друг от друга на заданное рассто 5 ние с помощью прокладочного элемента, чтобы пермеат мог протекать изнутри фильтрационного блока в камере дл отбора пермеата , не испытыва значительного сопротивлени . Особо желательным оказа0 лось применение прокладочных элементов в виде сетки либо полотна из синтетической пр жи, например пр жи, состо щей из мононитей из полипропилена.

Было обнаружено, что в зана сетка

5 или полотно предпочтительней тканей сетки или полотна, так как в заное изделие менее плоское, чем тканое, и потому оказывает меньшее сопротивление потоку жидкости . Особо предпочтительно применение

0 в заной сетки или полотна, прошедшего всестороннее раст жение в сочетании с термообработкой , поскольку подобна обработка повышает жесткость сетки или полотна.

5Когда мембраны выполн ютс в виде

пар, то прокладочные элементы могут размещатьс между взаимно обращенными мембранами каждых двух последовательных пар. при этом предпочтительно, чтобы

0 прокладочные элементы состо ли из экстру- дированной сетки или полотна.

Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации мембраны в р ду размещаютс в плоскост х, перпендикул рных

5 продольной оси устройства, и весь р д закрываетс двум торцевыми пластинами.

В результате две незакрытых стороны р да будут прилегать к свободной зоне дл подачи жидкости к жидкостным проходам, и

к свободной зоне дл отбора концентрата соотвествеино.

Дл опоры мембранного р да на двух его незакрытых сторонах могут быть предусмотрены поперечные ребра, тогда конца этих ребер принимаютс в соответствующие пазы по кра м торцевых пластин.

Упом нутую камеру дл сбора пермеатз желательно размещать сверху мембранной группы, тогда снизу размещаетс донна пластина, соедин ема с торцевыми пластинами .

В камере сбора пермеата аналогичным образом можно предусмотреть поперечные ребра дл опоры мембранной группы.

В части способа поставленна задача решаетс тем, что при изготовлении фильтрующего блока устройства дл разделени жидкости мембранной фильтрацией путем последовательной установки фильтрующих мембранных элементов, ввод т отверждае- лое жидкое св зующее вещество на заданную глубину между смежными мебраннымн элементами блока, начина с их кромок в области, расположенной по длине и ширине поверхности блока, осуществл ют свободное или принудительное отверждение вве- денного св зующего вещества, после чего удал ют отвержденное св зующее на глубину т.ченъшего размера, чем глубина введен- ного св зующего.

Кроме того, фильтрующий блок получают путем соединени двух пр моугольных мембранных элементов по кра м сваркой, температурном герметизацией, либо склей- ванием, примен ют св зующее, состо щее из полиуретана, удаление материала осуществл ют фрезерованием или строганием поверхности , отверждающее св зующее вещество ввод т и отверждают на двух про- тивоположных поверхност х блока, удал ют отвержденное св зующее с двух противоположных поверхностей блока.

Вследствие указанного удалени материала от поверхности мембоанного р да бу- дут удалены краевые зоны у конвертообрэзных мембранных блоков, за счет чего по всей длине мембранного блока образуетс свободное выходное отверстие, благодар чему до минимума уменьшаетс сопротивление потоку пермеата, вытекающему из блока. В силу того, что материал удал етс лишь на ограниченную глубину, проход к свободным пространствам между мембранными блоками не образуетс . Поз- тому после установки фильтрационного блока в корпус, например, в кассету рассмотренного выше типа с впускной камерой дл исходной жидкости или концентрата и выпускной камерой дл пармеата,

они оказываютс надежно изолированными друг от друга, при этом нет необходимости в особом уплотнительном средстве.

Другим достоинством изобретени вл етс возможность размещать между противоположными сторонами мембранного блока при необходимости распорный элемент , выполненный в виде четки или полотна , кроме того аналогичным Образом распорные элементы в виде сравнительно крупной сетки или полотна могут размещатьс в промежутках между соседними мембранными блоками.

Предпочтительно примен ть мембранные блоки, у которых обе стороны выполнены из нетканого материала, к примеру из композитных волокон, у которых сердцевина состоит из полипропилена, заключенного в полиэтилен, на который осажден тонкий слой покрыти из мембранного материала в виде полисульфона.

Нет необходимости, чтобы упом нутые распорные элементы, примен емые дл удержани на рассто нии двух мембранных сторон, а также смежных мембранных блоков , были выполнены в виде отдельных элементов , они могут составл ть одно целое с мембранами.

Мембраны можно получать, например, осаждением мембранного сло , состо щего из полисульфона или фторида поливинили- дена на подложку, профилированную в одном направлении, например в виде в заного полотна, которую помещают на внутренние поверхности конвертообразно- го мембранного блока, облегча тем самым протекание пермеата к выпускному отверстию . При желании з каждом мембранном блоке в качестве распорного элемента можно дополнительно применить дополнительную сетку или полотно.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации примен ют мембранные блоки, образованные осаждением мембранного сло на прочную подложку, профилированную в двух направлени х, например , в виде крупной сетки. За счет этого можно получить мембраны, профилированные по обеим сторонам. Благодар применению подобных мембран внутри мембранного блока и в промежутках между смежными мембранными блоками образуют системы жидкостных проходов, способствующие протеканию жидкости.

Формирование системы жидкостных проходов в упом нутых промежутках (проходы дл концентрата) происходит под вли нием давлени , существующего в концентрате и вжимающего мембранные слои в сетчатые участки подложки,

В соответствии с еще одним вариантом реализации примен ютс мембранные слои, состо щие из мембранного сло , отформованного на подложке, профилированной в одном направлении, с задней стороны которой закреплена крупна сетка, что может быть выполнено, например, путем сварки . Така сетка удерживает на рассто нии стороны мембранного блока, так как рабочее давление вызовет деформацию мемб- ранных слоев в зонах, соответствующих йчейкам грубой сетки, и профилированна подложка обеспечит формирование системы жидкостных проходов дл пермеата.

Вместо сетки, прикрепленной к задней стороне мембранной подложки, можно примен ть тонкую профилированную и перфорированную пластину. Закрепление подобной пластины можно произвести точечной сваркой.

Така система обладает сравнительно большой прочностью и жесткостью и может выдерживать сравнительно большие усили среза. Профилирование пластины может быть выполнено как в одном, так и в двух направлени х,

За счет выбора подход щих раздельных и/или цельных распорных элементов можно получить заданные направлени основных потоков как со стороны концентрата. так и со стороны пермеата. Предпочтительно примен ть такие распорные элементы, которые обеспечивают перпендикул рность основного направлени потока со сто- роны концентрата по отношению к основному направлению потока со стороны пермеата, при этом поток пермеата непос- редственно направл етс к выпускному отверстию или отверсти м каждого мембранного блока.

Конвертообразные мембранные блоки желательно изготавливать, помеща мембранные листы пр моугольной формы друг на друга и соедин листы по всем четырем кра м сваркой или склеиванием, при желании до сварки или склеивани между мембранными сло ми помещаетс разделительный элемент .

После поверхностной обработки пло- щадей, впоследствии контактирующих с от- верждаемым св зующим веществом, предназначенной дл повышени адгезии св зующего с мембранными блоками, мембранные блоки устанавливают в р д вместе с распорными элементами, если они имеютс , и в промежутки между мембранными блоками ввод т отверждаемое св зующее, дела это по меньшей мере с одного торца двух противоположных поверхностей р да.

В качестве св зующего вещества предпочтительно использовать полиуретан, однако возможно применение и иных материалов, например эпоксидной смолы, которые могут обеспечить св зь между мембранными блоками, не разруша сь при услови х , преобладающих во врем работы устройства мембранной фильтрации.

После отверждени св зующего вещества с поверхности или поверхностей, куда в промежутки между мембранными блоками ранее вводили св зующее, его удал ют, удал ют краевые участки мембранных блоков и предусмотренных между ними распорных элементов. Как только вдоль кромок мембранных блоков образуютс отверти , удаление материала прекращают и оставшиес участки стыков, образованных св зующим веществом, более не затрагиваютс .

Способ по данному изобретению особенно удобен дл производства фильтрационных блоков, примен емых в устройстве дл фильтрации, конструкци которого была описана выше, однако полученные по этому способу блоки также могут использоватьс в иных устройствах мембранной фильтрации , где предпочтительно применение жидкостных проходов подобной формы.

На фиг. 1 изображен вид предпочтительного варианта реализации устройства п данному изобретению в разобранном состо нии: на фиг.2 - вид с торца устройст ia согласно другому варианту реализации данного изобретени ; на фиг.З - сечение Ill-Ill на фиг.2; на фиг.4 - вид в разобранном состо нии фильтрационного блока, пригодного к использованию в устройстве по данному изобретению; фиг.5-7 служат иллюстрацией этапов изготовлени фильтрационного блока согласно способу по данному изобретению; на фиг.8-10 изображены примеры мембранных блоков, которые могут примен тьс при реализации способа по данному изобретению; на фиг.11

-схематичный укрупненный местный вид в сечении фильтрационного блока, выполненного из мембранных блоков по фиг. 10; на фиг.12 - разрез ХН-ХН на фиг.1; на фиг.13 - перспективный схематичный вид угла фильтрационного блока, выполненного из мембранных блоков по фиг. 10 с учетом некоторой модификации.

На фиг. 14 - вид сбоку кассетной рамы без фильтрационного блока, примен емой в устройстве по данному изобретению; на фиг,15 - разрез XV-XV на фиг.14; на фиг.16

-разрез XVI-XVI на фиг.14; на фиг. 17 - вид сбоку пластины с усилительной рамой, примен емой в устройстве по данному изобретению; на фиг.18 - разрез XVIII-XVIII на фиг. 17.

Изображенное на фиг.1 устройство состоит из п ти кассетных рам 1,2,3,4 и 5, в центре каждой из которых находитс фильтрационный блок 6, занимающий лишь часть внутренней области кассетной рамы с тем, чтобы по ее противоположным концам получить свободные зоны 7 и 8. Кассетную раму вместе с установленным в нее кассетным блоком будет далее называть кассетой. С верхней стороны каждой кассеты предусмотрено средство 9 дл удалени пермеата, Средство 9 сообщаетс с камерой сбора пермеата, более подробное описанной ниже . Между смежными кассетами предусмотрены пластины 10,11, 12 и 13. По периферии каждой пластины предусмотрена рама 14, выступающа по обеим ее сторонам.

Пластины 10 опираютс на два стержн 15, установленных о торцевых пластинах 16 и 17, также смонтированных на раме 18,

Торцевые пластины, кроме того, соедин ютс двум дополнительными стержн ми 19. Стержни 15, 19 полые, внутри них наход тс шпиндели 20, закрепленные в приспособлени х 21 с внешней стороны торцевых пластин 17.

В ходе сборки устройства резьбовые концы шпинделей 20 ввод т в гайки 22, смонтированные с внешней стороноы торцевой пластины 16. Гайки св заны с звездочками 23, причем все четыре звездочки 23 могут синхронно вращатьс с помощью двигател , не показанного на фиг.

Как видно из фиг. 1, две кассетные рамы 1 и 5 соединены со средством дл подачи/выгрузки 24 дл обрабатываемой жидкости и концентрата соответственно. В пластинах 10-13 поочередно.с одной и с другой стороны устройства предусмотрены отверсти 25 дл жидкостных проходов.

В состав изображенного на фиг.2 и 3 устройства аналогичным образом входит рама 26, на которую опираютс две пары полых стержней 27 и 28, смонтированных в торцевых пластинах 29 и 30. На стержн х 27 и 28 находитс группа из четырех кассетных рам 31, 32, 33, 34. Между каждыми двум кассетными рамами и в области меду торцевой пластиной 29 м кассетной рамой 31 и ежду кассетной рамой 34 и торцовой пластиной 30 предусмотрены пластины 35. Неотъемлемой частью каждой пластины 35 вп етс усилительна рама 36, выступаю- по обеим сторонам.

Герметизаци кассетных рам 31-34 относительно пластин 35 осуществл етс с помощью 0-образных колец. Кажда кассетна рама содержит фильтрационный

блок 37 в виде р да из мембранных пар с помещенными между ними прокладочными элементами. По концам мембранный р д закрывают торцевые пластины 38, а снизу

донна пластина 39. Сверху фильтрационного блока предусмотрена камера сбора пермеата 40 с выпуском 41.

В промежутках между внешними сторонами кассетных рам и участками усилитель0 ных рам 36, перекрывающих кассетные рамы, на соответствующих интервалах предусмотрены клинь 42. Благодар им предупреждаетс деформирование кассетных рам под действием сильных внутренних

5 давлений.

В каждом из пустотелых стержней 27 и 28 содержитс шпиндель 43, смонтированный в крепежном приспособлении 44, прикрепленном к внешней стороне торцевой

0 пластины 30. На противоположном конце шпиндел имеетс резьба, и он находитс в зацеплении с гайкой 45, скрепленной со звездочкой 46. Все четыре звездочки 46 св заны друг с другом посредством цепи, не

5 показанной на фиг., и с двигателем, также не показанном на фиг. При помощи подобного привода торцевые пластины могут перемещатьс друг к другу и наоборот.

Изображенный на фиг.4 фильтрацион0 ный блок содержит р д 47 из множества мембран 48, к примеру их может быть 100 и более, расположенных попарно, между мембранами каждой пары 49 предусмотрен распорный элемент 50 в виде сетки или по5 лотна, он служит дл удержани мембран на рассто нии друг от друга, чтобы пермеат мог течь по мембранам в направлении к камере сбора пермеата, описанной ниже. Мембранные пзры разнесены друг от друга

0 при помощи распорных элементов 50 е виде сеток пли полотен 51, выполненных более грубыми, чем сетки или полотна 50. По торцам мембранного р да предусмотрены торцевые пластины 52, соединенные снизу

5 р да 47 донной пластиной 53.

По боковым поверхност м мембранного р да 48 предусмотрены опорные ребра 54, их торцы закреплены в пазах 55 по кра м торцевых пластин.

0Верхн часть фильтрационного блока

выполнена с помощью верхней пластины 56, котора совместно с обращенными вниз боковыми участками 57 и торцевыми участками 58 образует камеру 59 дл сбора пер5 меата сверху над мембранным р дом 47. В этой камере предусмотрены поперечные опорные ребра 60, на верхних участках которых имеютс дугообразные выемки 61, позвол ющие пермеату, собранному в камере 59, вытекать в выпуск 62,

Изображенный на фиг.4 фильтрационный блок можно по лучить еле дующим образом .

Первый конец каждого опорного ребра 54 вставл ют в соответствующий краевой паз 55 одной из торцевых пластин 52 и приваривают к ней. Затем получают требуемое число мембранных пар 49 с помещенными между ними распорными элементами 50, которые выполн ют, размеща сетку или полотно 50 между двум мембранами каждой пары и закрывают каждую пару по трем сторонам с помощью адгезива или гор чей закупоркой. Полученные таким образом мембранные пары 49 помещают друг за другом , начина с упом нутой торцевой пластины 52, размеща между парами распорные элементы 50, Теперь устанавливают другую торцевую пластину 52 и соедин ют ее с опорными стержн ми 54, ввод свободные концы ребер в краевые пазы 55 пластины и сварива их воедино. Теперь в промежутки между парами мембран 49 ввод т св зующий материал или литьевую массу сверху и снизу блока, помеща его в перевернутое и сто чее положение соответственно в форменной камере, частично заполненной литьевым материалом, причем этот материал проникает и в междоузли распорных элементов 50. Литьевой материал ввод т на рассто ние около 40 мм, счита от верхней и нижней поверхности блока соответственно .

После отверждени литьевого материала формовочную камеру удал ют и после обработки низа и верха между двум торцевыми пластинами 52 приваривают донную пластину 53.

Теперь верхнююл часть полученного блока подвергают фрезеровальной или строгальной операции дл удалени материала до глубины, значительно меньшей указанного выше рассто ни , например до 3 мм. За счет этого между двум мембранами каждой пары 49 образуетс свободный проход, но жидкостные проходы, образованные распорными элементами 50 между последовательными мембранными парами 49, не сообщаютс .

И, наконец, путем сварки верхней пластины 56 с опорными ребрами 60 и участка- ми 57 и 58 с блоком образуют камеру сбора пермеата.

Последовательные этапы способа изготовлени фильтрационного блока по данному изобретению проиллюстрированы рисунками 5-7.

На фиг,5 показан схематичный вид в разрезе сложенных в р д мембранных пар 49 На фиг 5 не изображены распорные элементы 50 и 51 по фиг.4, так как согласно некоторым вариантам реализации способа требуемое рассто ние между мебранами можно получить и без отдельных прокладочных элементов, о чем будет сказано далее. На фиг.6 показано, как св зующее вещество 63 вводитс в промежутки между мембранными блоками, образованными мембранными парами 49, начина с верхней поверхности р да до рассто ни а от верхней поверхности. Если между мембранными блоками предусмотрены распорные элементы 51, то св зующее будет принимать в междоузли прокладочных элементов . Штрих-пунктирной линией 64 на фиг,6 показана глубина В, до которой материал удал ют, примен после отверждени св зующего обработку резанием или фрезерованием . В состав удал емого материала

входит св зующее, краевые участки мембранных блоков и распорные элементы 50,51 в случае, если они используютс ,

На фиг.7 р д из мембранных блоков показан в его окончательном виде. Как видно

из рисунка, внутри каждого мембранного блока образован жидкостной проход 65, причем сверху мембранного р да у него имеетс ничем не ограниченное отверстие 66, идущее по всей длине мембранного блока с тем, чтобы пермеат, собираемый внутри мембранного блока, мог вытекать из блока при минимальном сопротивлении. С другой стороны, вс верхн поверхность мембранного р да, включа и открытые отверсти 66 в мембранном блоке, герметично отделена от жидкостных проходов дл концентрата 67. образованных между мембранными блоками полосками св зующего вещества 68, оставшимис между мембранными блоками,

В варианте по фиг.4 св зующее вещество также ввод т между мембранными блоками снизу мембранного р да, причем за

этим не следует удаление материала. За счет такой операции между мембранными блоками у дна мембранного р да также будут образовыватьс полоски св зующего вещества , и кроме того мембранные блоки

будут закрыты по донным кромкам, если это не было сделано ранее. Если мембранные блоки были уже закрыты ho всем четырем кра м, то при желании можно не осуществл ть этап обработки на дне мембранного

р да, хот он может быть полезным дл стабилизации мембранных блоков, С другой стороны, может возникнуть необходимость повтора всех рабочих этапов, включа и удаление материала со дна мембранного р да, если желательно выполнить фильтрациейный блок с дополнительным выпуском из камеры пермеата у его дна

На фиг.8 изображен мембранный блок, также состо щий из двух мембран 69 и 70. Кажда мембрана образуетс профилированной в одном направлении подложкой, на которую осаждено мембранное покрытие, причем профилированные поверхности мембран размещаютс лицом друг к другу.

На более подробном виде на фиг.8 показано , что на обращенных друг к другу двух мембранных поверхност х имеетс вертикально направленна профилированна структура, в результате чего образуетс большое число узких вертикальных жидко- счных проходов 71 дл пермеата. В случае изготовлени р да из показанных мембранных блоков по фиг.8 желательно размещать между блоками распорные элеменоты 51, на фиг.4.

На фиг.9 изображены две мембраны 72 и 73, соответствующие мембранам 69 и 70, показанным на фиг.8. Кроме того, мембранный блок содержит жесткий прокладочный элемент 74, размещенный между мембранами 72 и 73, причем на обеих сторонах упо- м нутого элемента предусмотрены реброобразные выступы 75, идущие перпендикул рно профилированной структуре противоположных мембранных сторон.

Так как со стороны концентрата существует сравнительно большое давление жидкости , то в ходе работы мембраны будут вжиматьс s выемки между реброобразны- ми выступами, за счет чего образуютс горизонтальные жидкостные проходы дл обрабатываемой жидкости, и эти проходы направлены перпендикул рно жидкостным проходам на стороны пермеата.

Таким образом, при использовании изображенного мембранного блока как со стороны пермеата, так и со стороны концентрата образуютс системы жидкостных проходов.

Предпочтительное распределение потока можно получить, применив мембранный блок, изображенный на фиг. 10. Он состоит из мембраны 76, профилированна структура которой соответствует структуре, упом нутой в св зи с фиг.8, и другой мембраны 77 с двойной профилированной структурой, одержа- щей мелкопрофилированные зоны 78, разделенные более высокими реброобразны- ми выступами 79, которые при использовании мембранного блока в р ду образуют горизонтальные жидкостные проходы 80 со стороны концентрата, тогда как профилированна структура мембран 76 образует вертикальные жидкостные проходы 81 со стороны пермеата, что показано на фиг.11 и 12. На их фигурах кажда мембрана изображена в виде мембранного покрыти 76 и 77

соответственно, осажденного на подложку 82 и 83, состо щую из св занного полотна, профилированного согласно вышеприведенным указани м.

Изображенный на фиг.13 фмльтрационный блок выполнен из мембранных блоков, показанных на фиг.10 с той модификацией, что мембранные блоки суживаютс к боковым кромкам дл получени промежутков, которые по кра м фильтрационного блока

заполн ютс отвержденным св зующим материалом 84.

На фиг.13 также видно, что в фильтрационном блоке также имеетс большое число мелких вертикальных жидкостных проходов

дл пермеата, от которых отделено меньшее число горизонтальных жидкостных проходов 80 дл обрабатываемой жидкости.

Изображенна на фиг.14, 15, 16 кассетна рама соответствует детал м 31-34, показенным на фиг.З, и содержит четыре плоских бруса, образующих стороны рамы, это нижний брус 85, верхний брус 86 и два боковых бруса 87, 88. В боковом брусе 87 имеетс отверстие 89, через которое внутренн область кассетной рамы сообщаетс с трубой подачи исходной жидкости и вывода концентрата 90, в которой предусмотрено аналогичное отверстие 91.

В верхнем брусе 86 предусмотрена труба дл вывода пермеата 92.

По кра м боковых брусов предусмотрены канавки 93, соответствующие 0-образ- ным кольцам.

На фиг.17 и 18 изображена пр моугольпа пластина 94, соответствующа детал м 35 на фиг.З. по периферии которой предусмотрена составл юща с ней одно целое рама 95. выступающа с обеих стороне дл частичного перекрыти смежных кассетных

рам 85-88 при сборке группы из кассет и пластин. С правой стороны пластины предусмотрено несколько сквозных отверстий 96, образующих жидкостные проходы между свободными зонами смежных кассетных

рам.

Если пластина 94 используетс в качестве торцевой, то отверсти в ней не делаютс .

Отверсти можно выполн ть и по обоим

концам пластины в зависимости от желаемого распределени потока. (56) Патент ФРГ № 3505792, кл. В 01 D 25/04, 1985.

17200248718

Claims

Формула изобретени 4. Устройство по п.1, отличающеес

, ., ,.тем, что оно имеет торцевые пластины,

1.Устройство дл разделени жидкости кч

-..,мембранные элементы и промежуточные

мембранной фильтрацией, содержащеенк

,с-пластины, размещенные на двух паралр д съемных фильтрующих блоков, содер- ...н7 м

---5 лельных опорных стержн х, установленжащих мембраны с первой системой кана-кк

еных концами в торцевых пластинах,

лов дл обеспечени контактировани F

потока подаваемой жидкости с одной по-5- Устройство по пА отличающеес

верхностью мембран и второй системой тем что устройство содержит два дополни- каналов дл потока пермеата, контактиру- Q тельных стержн , расположенных парал- ющего с противоположной стороной мемб- лельно опорным стержн м и аналогичным ран, средства дл подвода жидкости и образом установленных в торцевых пла- удалени пермеата и концентрата, отлича- стинах, причем все четыре стержн выпол- ющеес тем, что каждый фильтрующий нены полыми и в каждом имеетс блок содержит установленные на раме кас-15 шпиндель взаимодействующий с гайкой, сеты, включающие расположенные под размещенной с внешней стороны торце- пр мым углом к раме и закрепленные на вой пластины и служащий дл ст гивани ней мембранные элементы, причем рама торцевыми пластинами мембранных эле- кассеты расположена вокруг фильтрующе- ментов.

го блока и образует с мембранными эле- 20 6. Устройство по п.5, отличающеес ментами свободную зону, наход щуюс в тем, что на шпинделе установлена звездоч- контакте с первой системой каналов, и ка, с которой жестко соединена гайка, предназначена дл обеспечени потока7, Устройство по п.6, отличающеес

подаваемой жидкости к одной стороне тем, что сверху каждого блока предусмот- мембраны, а между рамами кассеты, со- b рена камера дл сбора пермеата. держащими фильтрующие блоки, установ-8 устройство по n-1i отличающеес

лены съемные промежуточные пластины, тем что по меньшей мере некоторые пла- при этом перва система каналов дл про- стины выполнены с отверсти ми в боковой хождени жидкости обеспечивает поток OQ части

жидкости вдоль обеих сторон каждой пла-g Устройство по пЛ отличающвес

стины, а втора система каналов размеще- тем что по меньшей мере некоторые пла- на в контакте с верхней частью стины снабжены отверсти ми, выполнен- фильтрующего блока и соединена со сред- ными в боковой части с двух сторон пла- ством дл удалени пермеата, причем 35 стины

смежные промежуточные пластины могут,Q Ус ойство по п.9, отличающеес

иметь отверсти дл соединени зончто мембранные элементы снабжены

фильтрации по одной или обеим сторонам неотьемлемыми или отдельными распор- плэсти н ы,

2.Устройство по п.1, отличающеес 40 ными элементами.
тем. что кажда промежуточна пластина11- Устройство по п.10, отличающеес

по периметру снабжена усилительной ра- тем что между мембранными элементами мой, выступающей над поверхностью пла- Установлены распорные элементы. стины со всех сторон, причем форма и12. Способ изготовлени фильтрующеразмеры рамы таковы, что ее выступающие 45 го блока устройства дл разделени жид- над поверхностью пластины участки час- кости мембранной фильтрацией путем тично перекрыты со смежной рамой фильт- последовательной установки фильтрующих рующего блока и служат средством дл мембранных элементов, отличающийс сн ти напр жений последней при ее гер- тем, что ввод т отверждаемое жидкое св - метичном сцеплении с промежуточной50 зующее вещество на заданную глубину пластиной.между смежными мембранными элемента3 .Устройство по п.2, отличающеес - ми блока- начина с их кромок в области, тем, что между внешними поверхност ми расположенной по длине и ширине повер- рам фильтрующего блока и внутренними 55 ХИОСТИ 6л°ка осУ ествл ют свободное поверхност ми усилительных рам установ- или принудительное отверждение введен- лены клинь ого св зующего, вещества, после чего удал ют (утвержденное св зующее на глубину меньшего размера, чем глубина введенного св зующего.

13.Способ по п.12, отличающийс тем, что фильтрующий блок получают путем соединени двух, пр моугольных мембранных элементов по кра м сваркой, температурной герметизацией либо склеиванием .

14.Способ по п.12, отличающийс тем, что примен ют св зующее, состо щее из полиуретана.

15.Способ по п. 12, отличающийс тем, что удаление материала осуществл ют Фрезерованием-или строганием поверхности .

16.Способ по п.12, отличающийс тем, что отверждающее св зующее вещество ввод т и отверждают на двух противоположных поверхност х блока.

17.Способ по п. 16, отличающийс тем, что удал ют отвержденное св зующее с двух противоположных поверхностей блока .

Фиг.1

Фиг.5

Фиа.6

66

66

JL

&Л 49.

Фиг.7

|

I t

F

76

Фиг 1О

Фиг. 11

82 76 77

84

™ 81

Фм.%

фиг. 13

91 87

Фиг. 15

/

Фиг. 15

93

94

XVIII

IL

XVHM

Фаг. /7

1

4